原子的结构(一)
搞懂原子结构模型:从汤姆逊到卢瑟福的演变与实验证据
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原子的结构(一)
搞懂原子结构模型:从汤姆逊到卢瑟福的演变与实验证据
根据核电荷数判断质子数和
你已经知道原子由质子、中子、电子构成,也见过元素周期表。但看到一个陌生的原子,怎么快速判断它有几个质子、几个电子?钥匙就藏在一个数字里——核电荷数。
身份证号唯一标识一个人,核电荷数唯一标识一种元素;查号就能查到对应信息
利用原子结构示意图分析电
前两页我们看了原子核——质子数等于核电荷数,中子数决定同位素。现在把目光转向核外:电子不是随便绕的,它们分层排布,每层能容纳的数量有规律。
从底层开始入住,每层有上限,住满就往高层搬;最外层住户决定邻里关系
利用相对原子质量进行比较
原子核里有质子和中子,但一个氢原子和一个碳原子谁更'重'?单靠感觉不行,得有个统一标准。
都先定一个固定标准,再算'是标准的好几倍',数字就能直接比大小
判断构成物质的粒子类型
前面我们把原子内部拆开看了——质子、中子、电子。但化学真正面对的是物质本身。拿到铁、食盐、氧气,怎么一眼看出它是由原子、分子还是离子撑起来的?这页给你一套判断套路。
散装单颗=原子;两颗粘成一对=分子;一正一负吸附=阴阳离子
原子
上一页我们看到了原子的内部结构——质子、中子、电子各司其职。这页回到一个更根本的问题:原子到底是什么?为什么要用「原子」这个概念来理解整个物质世界?
颗粒种类有限,却能拼出万千造型;元素种类有限,却构成世界万物
原子核
上一页我们看到了原子的全貌——电子在核外广阔的轨道上飞驰。今天把镜头拉到最中央,聚焦到原子真正的核心:原子核。
若原子是体育场,核就是中央一颗豌豆,电子在空旷看台上飞
核外电子
假如把原子放大到一座体育场那么大,中间放一颗黄豆代表原子核——核外那些巨大空间里,飞舞着什么呢?
行星轨道对应电子层;但电子无固定轨迹,是概率性的'电子云'
质子
上一页我们看到,原子核里挤着两种粒子——质子和中子。今天先来认识其中一位:质子。
号码唯一标识你的身份,质子数唯一决定原子是哪种元素
中子
上页讲了质子带正电,那原子核里挤着一堆正电荷,它们不互相排斥吗?原来核里还有一种不带电的“和事佬”——中子。
质子因同种电荷互斥形成库仑墙,中子不带电反而畅行无阻
电子
1897 年汤姆孙研究阴极射线时,发现了一种带负电、质量极小的粒子——只有氢原子质量的约 1/1836。这就是电子,人类认识的第一种亚原子粒子。本页把它单独拆开看。
说不准某只蜜蜂此刻在哪,但能描述它出现在某区域的概率大小
核电荷数
核电荷数:定义、要点与典型应用
原子不显电性
我们已经知道质子带正电、电子带负电。但你摸到的桌子、杯子、笔,为什么不会电到你?因为原子整体不显电性。
正负电荷数量相等时像跷跷板平衡,整体表现为电中性
核外电子分层排布
我们已经知道电子绕核运动,但它们是随意分布的吗?其实电子分层排布——就像住楼房,有人住低层有人住高层,每层都有规矩。
楼层=电子层,大堂=原子核,楼层有容量上限=2n²,住户先填低层再填高层
电子层
上节课我们知道核外电子是分层排布的——为什么电子要分层?不同层之间有什么不一样?这一页我们把「电子层」彻底拆透。
核像地基,楼层越靠下越稳固(能量低),每层有最大居住人数 2n²
本节要点
- ✓原子 = 原子核(质子+中子)+ 核外电子
- ✓中性原子:质子数 = 电子数 = 核电荷数
- ✓相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数
- ✓原子不显电性:正负电荷等量抵消
- ✓核外电子分层排布,能量随层数递增
课后思考
先合上书想一想,再对照下面的参考答案。
参考答案质子数相同一定是同种元素(离子也仍是同种元素)。反过来也成立——因为质子数=核电荷数,就是元素的'身份证'。
参考答案差的那1个电子是否在最外层。钠最外层只有1个电子极易失去;氖最外层已达8电子稳定结构。化学性质主要由最外层电子数决定。
参考答案不一定。氕(¹H)原子核只有1个质子,没有中子。严谨说法:原子一般由质子、中子、电子构成,氢的轻同位素是最简原子的反例。